6.3.1 橡胶材料
橡胶也是以高分子化合物为基础的材料,它具有高弹性和蓄能作用,常用作弹性材料、密封材料和减震材料。
1.橡胶的组成
橡胶由以下几种材料组成。
(1)生胶。未经硫化的橡胶称为生胶。它是橡胶的主要成分,对橡胶性能起决定性作用。但单纯的生胶,高温时发粘,低温时性脆,因而,需加入各种配制剂并经硫化制成工业用橡胶材料。
(2)硫化剂。硫化剂的作用类似热固性树脂中的固化剂,它能使线型结构的橡胶分子相互交联成网状结构,从而提高橡胶的弹性和强度。常用的硫化剂为硫黄。
(3)软化剂。软化剂旨在增加橡胶的塑性,降低其硬度。常用的软化剂有凡士林、硬脂酸等油类和脂类。
(4)填充剂。填充剂旨在增加橡胶制品的强度,降低成本,主要采用粉状和织物填充剂。
此外,还有补强剂、防老剂、发泡剂及着色剂等。
2.橡胶的分类
常用橡胶有以下两大类。
(1)天然橡胶。天然橡胶是以橡胶树上流出的胶乳经过凝固、干燥、加工等工序制成的。主要用于制造轮胎及不要求耐油、耐热的胶带、胶管等。
(2)合成橡胶。合成橡胶种类很多,用量最大的是丁苯橡胶。它有较好的耐磨性、耐热性和耐老化性、且较天然橡胶质地匀、价格低。缺点是生胶强度差、粘接性不好、成型困难、硫化速度慢、制成的轮胎使用时发热量大、弹性差,但是,它可以与天然橡胶以任意比例混用,从而可以取长补短,普遍用于制造汽车轮胎、胶带、胶管等。
氯丁橡胶具有耐油、耐溶剂、耐氧化、耐酸、耐碱、不易燃烧等性能,常用于制造输油胶管、采矿用运输带、胶管等。主要缺点是耐寒性差、密度较大。
此外,氯丁橡胶还有气密性高、可用于制造轮胎内胎的丁基橡胶,耐油性优良的丁腈橡胶和耐腐蚀的氟橡胶等。
6.3.2 工业陶瓷与其他非金属材料
1.陶瓷
陶瓷是一种无机非金属材料,同金属材料、高分子材料一起被称为三大固体材料。陶瓷材料是多晶固体材料,结构比金属复杂得多,具有硬度高、耐高温、耐腐蚀和电绝缘等优良性能,其缺点是强度低、脆性大。陶瓷生产工艺一般包括坯料制造、成型和烧结三个阶段。
常用工业陶瓷有以下几类。
(1)普通陶瓷。普通陶瓷为黏土类陶瓷,是用量最大的一类陶瓷。除日用外,工业上主要用于绝缘的电瓷、耐酸碱的化学瓷。
(2)氧化铝陶瓷。它以Al2O3为主要成分,较普通陶瓷的机械强度高,但脆性大,可用于制造热电偶绝缘套、内燃机火花塞、拉丝模的切削刀具等。
(3)氮化硅陶瓷。氮化硅陶瓷的抗震性特别好,可作为耐蚀水泵密封环、热电偶套、高温轴承材料等。
2.胶粘剂
胶粘剂是一种靠界面作用产生的粘合力将各种相同或不同材料牢固地胶结在一起的物质,生产复合材料时常用到它。
胶接作为一种新型的连接工艺,与焊接、铆接相比,有应力分布均匀、接头平整光滑、质量轻、能胶接不同种类的材料、具有密封作用、能防止不同金属间的电化学腐蚀、胶接工艺简便、省工、成本低等优点。主要问题是某些金属材料的胶接强度还达不到母材的强度;胶粘剂老化导致接头强度下降及耐热性差等。
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